概要 炭化タングステン採掘ボタン
タングステンカーバイドマイニングボタンは、産業用アプリケーションで使用される最も硬い材料の一つであるタングステンカーバイドで作られています。バケットホイール掘削機、ロードヘッダー、剪断機、連続採掘機など、鉱業における掘削工具に挿入される非常に耐摩耗性の高いボタンです。
タングステンカーバイドマイニングボタンは、硬い岩石で作業する際に非常に摩耗しやすい作業環境に耐えなければならないこれらの機械の刃先と表面を保護します。炭化タングステンの特性は、鉱山機械の耐用年数を延ばし、摩耗部品の交換頻度を減らすのに理想的です。
主な詳細
- バインダーとしてコバルトを混合した90%以上のタングステンを含むタングステンカーバイド製
- ロックウェルAスケールで90前後の極端な硬度
- 5500MPa以上の圧縮強度
- 15g/cm3前後の高密度
- 耐摩耗性と耐侵食性に優れる
- 強い衝撃に耐える
- 高温でも変形しにくい
- 鉱物採掘機の摩耗の激しい部分にラインを引くために使用される。
- 磨耗性岩石からの保護
- メンテナンスのためのダウンタイムを短縮
- 六角形、丸形、四角形など様々な形がある。
- 横10mmからの豊富なサイズオプション
- 精密製造が必要
炭化タングステンの採掘ボタンの種類
炭化タングステンの採掘ボタンは、特性、製造方法、用途によって分類され、いくつかの種類があります：
| タイプ | 硬度 | 粒度 | 主要物件 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| 鋳造カーバイドボタン | 88-90 HRA | 小さく不均一な粒 | 耐衝撃性、強度 | ロードヘッダー、剪断機 |
| 超硬焼結ボタン | ~92 HRA | ミディアムでぎっしり詰まった粒 | 耐摩耗性 | バケットホイールショベル |
| PDS超硬ボタン | 最大96HRA | 超微粒子の均質な粒 | 極めて高い耐摩耗性 | 連続採掘者 |
| TiC、TaC、NbCの超硬ボタン | 添加物により高い | 使用するWCによる | 強化された機械的特性 | 研磨性の高い環境 |
| 超硬セラミックコンポジットボタン | >92 HRA | セラミック製極細トイレ | 高い破壊靭性 | 中程度の衝撃、高い摩耗性 |
鋳造カーバイドボタン は、コバルトベースのメルトプールに炭化タングステン粒子を浸透させることによって作られた、より強靭なタイプである。硬度はやや低いが、衝撃強度は高い。これらは、ロードヘッダーや剪断機のような鉱山機械に適しています。
超硬焼結ボタン は、少量のコバルトまたはニッケル結合材を含む炭化タングステン粉末を高温下で圧縮して緻密なボタンにしたものです。より高い硬度を示し、バケットホイール掘削機に適用される。
PDS超硬ボタン 高度な焼結技術により製造された極めて微細な粒状の炭化タングステン粉末を使用しています。その微細な粒子構造により、耐摩耗性に優れ、連続採掘機で長持ちします。
炭化物を含む等級 チタン、タンタル、ニオブを添加することで、掘削や硬い岩石を掘る際の強い衝撃に耐える破壊靭性や強度が向上する。
超硬セラミックコンポジットボタン 炭化チタンのようなセラミック化合物と微粒子炭化タングステンを融合させたものです。セラミックスによる高硬度と炭化タングステンによる靭性という長所を併せ持っています。
炭化タングステンの採掘ボタンの特性
タングステンカーバイドマイニングボタンは、鉱業部門で採用されている掘削や掘削装置全体でユビキタスそれらを作る例外的な物理的および機械的特性を持っています：
| プロパティ | 価値観 |
|---|---|
| 化学組成 | WCオーバー90%、Co 6-10% |
| 硬度 | 88 - 96 HRA |
| 密度 | 14.95 - 15.10 g/cm3 |
| 圧縮強度 | 5500 - 8000 MPa |
| 曲げ強度 | 3500 - 5500 MPa |
| 破壊靭性 | 8 - 15 MPa√m |
| 最高使用温度 | 空気中 500°C |
| 融点 | 2870°C |
| 熱膨張係数 | ~5 μm/m-K |
| 電気抵抗率 | 25 - 35 μΩ-cm |
| ポアソン比 | 0.22 - 0.28 |
| せん断弾性率 | 3.5 - 6.0 GPa |
| 熱伝導率 | 60 - 90 W/m-K |
卓越した機械的強度、高密度、極めて高い硬度、優れた熱特性、および導電性により、これらのボタンは採掘装置の大きな応力に耐えるのに最適です。選択された特性は、革新的な粉末加工および焼結方法、または特定の金属炭化物の添加によってさらに強化することができます。
炭化タングステンの特徴
タングステンカーバイドは、鉱業機械全体で優れた性能を発揮することができる特定のユニークな特性を持っています：
極めて高い硬度と耐摩耗性 - 合成ダイヤモンドや窒化ホウ素に匹敵する硬度を持つ炭化タングステンの採掘ボタンは、簡単に掘削中にドリルビットや岩石材料からの過酷な衝撃や傷に耐えることができます。タングステンカーバイド粒の微細、緻密な構造はほとんど固体粒子が著しく高い耐摩耗性につながるボタンの表面を貫通することはできません。
強さとタフネス - タングステンカーバイドは、合金鋼に匹敵する驚異的な強度レベルと、亀裂伝播停止メカニズムによる突然の脆性破壊を防ぐコバルトバインダーによる適度な破壊靭性を兼ね備えています。これは、断続的な高応力のピークを持つ掘削、リッピング、および破砕機にわたって周期的な負荷に耐えるために採掘ボタンを許可します。
高温安定性 - タングステン金属の耐火属性は、その機械的強度の多くを保持するために地下深く摩擦熱や高温にさらされる鉱山機械に化合物許可に実質的な高温硬度を与える。炭化タングステンのボタンは、350℃以上で急激に硬度を失う鋼の代替よりも長持ちします。
耐食性と耐酸化性 - 炭化タングステンボタンは、水分、酸性/アルカリ性溶液、有機化学薬品などによる劣化に強く、腐食性の鉱石や鉱物の周囲で持続的に使用することができます。しかし、コバルトバインダーは過酷な条件下で影響を受ける可能性があり、代替バインダーが必要となります。乾燥した雰囲気での耐酸化性は、耐久性のある操作を可能にしますが、高湿度の採掘環境では、ボタンにセラミックコートが必要になる場合があります。
耐熱衝撃性 - 破壊することなく、繰り返しサイクルや動作温度の変動に耐える能力は、タングステンカーバイドは、特に地下スタート-ストップ手順の間にそのような熱応力を受けやすい重機に適しています。他の硬質材料に比べて熱伝導率が高いため、内部の熱勾配の局所的な蓄積を防ぐことができます。
電気・熱伝導率 - タングステンカーバイドボタンは、金属タングステン粒のために比較的よく熱と電気を伝導する。特定の鉱業用途は、放電加工（EDM）の電極や鉱石製錬容器の発熱体のような単に耐摩耗性を超えて、この属性を利用しています。特定のグレードは、はるかに高い導電率を示しています。
アプリケーションと用途
炭化タングステン採掘ボタン 顕著な物理的特性により、鉱物および金属抽出プロセスにおける多様な用途に使用されている：
| 産業 | 機械／設備 | 機能 |
|---|---|---|
| 地下採掘 | ロードヘッダー、剪断機、連続採掘機 | 摩耗保護パッド、カッティングピック、ドリルインサート |
| 地表採掘 | バケットホイール掘削機、搬送システム | インペラ、ハウジング、コンベヤベルトのライニング |
| 石油・ガス掘削 | ダウンホールハンマー、トップハンマードリルビット | 穴あけ面のインサートとボタン |
| 鉱物処理 | 粉砕機、粉砕バレル | 高磨耗部クラッド、パーカッションエレメント |
| 溶接と切断 | プラズマトーチ、溶接チップ | 電流導管、オリフィスインサート |
| 廃水処理 | スラリーポンプインペラ | 研磨スラリーを扱う表面でのレイヤリング |
地下採掘 すなわち、ロードヘッダーによる硬い岩盤への穴やトンネルの掘削と、剪断機や連続採掘機による露出した鉱物層の抽出です。超硬チップは、ディスクカッター、ピック、ドラムのような切削、ボーリング、および破砕要素を武装し、耐久性と生産性を大幅に向上させます。
地表採掘 バケットホイール掘削機は、低コストの露天採鉱を可能にするが、摩擦の大きい鉱石や岩石を扱うには、タングステンカーバイドクラッドのバケットとコンベヤスクリューハウジングが必要である。骨材を輸送する運搬トラックでさえ、ダンプ表面のカーバイドボタンが役立っています。
内 石油・ガス採掘信じられないほど硬く、耐熱性のある炭化タングステンは、ドリルビットやダウンホール・ジャックハンマーの部品をライニングすることで、靭性の高い岩石層を経済的かつ迅速に貫通します。
について 鉱物処理超硬製ボタンは、鉱石粉砕機が極めて研磨性の高い金やプラチナを含む大量の地金を効率的に粉砕するのに役立ちます。超硬スチール複合ライナーは、石英、ケイ酸塩、研磨性の銅鉱床を扱う粉砕ユニット内の摩耗を最小限に抑えます。
超硬合金の熱と電流を伝える能力は、次のような場面で発揮される。 溶接 溶損や高温に耐える耐久性のあるプラズマアーク電極とノズルを製造する。
仕様
タングステンカーバイトマイニングボタンは、標準化されたグレードで利用可能ですが、特定の機器のニーズや動作条件に合わせてオーダーメイドすることができます。主な仕様は以下の通りです：
サイズと形状
- 直径10mmから100mmまでの丸ボタン。
- 10mmから80mmまでの正方形ボタン
- 10x20mmから50x100mmまでの長方形のバリエーション
- 六角形、八角形、台形が可能
- 切削インサートの厚さは、用途に応じて0.5mmから20mmまで対応可能
- 鉱山機械部品の形状に応じて作成されるカスタム構成
機械的特性
- 重量で6%～30%のコバルト含有量
- 硬度は85HRAのタフなボタン用から96HRAの極度の耐摩耗性用まで。
- 3000MPaから6000MPaを超える横方向の破断強度
- タングステンカーバイド含有量最低90%で性能を保証
規格と等級
- ほとんどのボタンはASTM、ISO、または独自の仕様で作られています。
- タングステンカーバイドの硬質金属特性に関するASTM共通規格B777およびB779
- 意図された機能性に基づく多数の独自等級
メーカーとサプライヤー
ニッチなアプリケーションに対応する特殊な工業製品として、タングステンカーバイトマイニングボタンは、最終用途のコンポーネントに成形するための精密機械加工と組み合わせた高度な粉末冶金技術を必要とします。
炭化タングステンの採掘ボタンの主要なグローバルメーカーは、次のとおりです：
| メーカー | 本社 | 製品グレード |
|---|---|---|
| サンドビック | スウェーデン | cc650、cc680、cc690、cc695 |
| ケナメタル | アメリカ | グレードA、B、C、K68 |
| セラチジット | ルクセンブルク | taz8880, taz1090 |
| イスカー | イスラエル | IC807、IC908 |
超硬ボタンサプライヤーは通常、一般的なグレード、サイズの在庫を持ち、鉱山機械の要件に応じてカスタマイズを行います。大規模なプロジェクトでは、OEM超硬メーカーからの直接供給が保証される場合があります。
オンライン代理店 は、大量注文に踏み切る前に、eコマース・ストアから少量または実現可能なサンプルを直接購入できる柔軟性を提供する。
コスト分析
原材料費 - タングステンは希少金属であり、世界的な需給によって 価格が変動する。価格は、88.5%パラタングステン酸アンモニウムのMTUあたり$250-$400の範囲である。等級は他の炭化物添加物によって異なる。
製造工程 多段粉末調合、プレス、高温焼結などの工程が製品コストを押し上げる。ダイヤモンド研磨やレーザー切断を追加すると、精密部品の価格が上がります。
炭化タングステン採掘ボタン コスト サイズ、要求されるグレード、注文量、カスタマイズのレベルにより異なりますが、1kgあたり平均$8～$40です。通常、大規模なOEMバッチが最も経済的です。
運営コストの削減 耐摩耗性の向上と耐用年数の延長により、初期購入コストの上昇を相殺。鉱山機械全体のTCOを考えてみましょう。
| 超硬ボタンのコスト | |
|---|---|
| 原材料 | 1kgあたり$25～$250 |
| 製造業 | 1kgあたり$15～$30 |
| 製品価格帯 | 1kgあたり$40～$300 |
コストドライバー原材料の純度、粉末のサイズと加工方法、要求される硬度レベル、注文サイズ、形状成形やコーティングなどの特殊処理など。グレードの選択は、操業上のニーズに基づいて最適化されます。
長所と短所
メリット
- 極めて硬いため、早期摩耗による不具合を回避
- 破壊することなく高い衝撃荷重に耐える
- 鉱石やガングーによる磨耗に強い。
- 熱、腐食、酸化に耐える
- 鉱山機械全体の運転コストを削減
- スチール製部品に比べ、耐用年数が何倍にも延びる
制限事項
- 曲げると壊れやすい脆い素材
- 破壊靭性が低いためショックマウントが必要
- 長時間の使用による鋭利な刃先の欠け
- ろう付け、溶接作業には注意が必要
- 比較的高価な製造と金属粉
- タングステンへのアクセスに供給変動の懸念
ほとんどの地下鉱山機械において、タングステンカーバイトチップは、いかなる代替品よりも性能と経済性に大きな利点をもたらします。バインダー技術とナノ構造グレードの進歩は、将来の機会を予告しています。
当初の価格高騰は依然として主なマイナス要因であり、耐久性と予算のバランスを考慮した最適なインサート配置が求められる。コバルト依存もコバルトフリー材種の開発を後押ししている。統合サプライチェーン契約は、世界の主要な超硬メーカーからの原料入手リスクを軽減するのに役立つ。
よくあるご質問
Q: なぜ他の材料ではなく炭化タングステンの採掘ボタンを選ぶのですか？
A: タングステンカーバイトボタンは、工具鋼、焼入れ鋼、クロムカーバイトオーバーレイ(CCO)プラズマ溶接、セラミックインサートのような代替品よりも、2つの重要な面で優れています-耐摩耗性として現れる90HRA前後の極めて高い硬度と、破壊に対する耐久性を可能にするコバルト金属バインダーによる高い靭性です。超微粒子炭化タングステンのナノ構造と結合材金属マトリックスのパーセンテージと特性を組み合わせることで、ダイヤモンドに匹敵する硬度と合金鋼に匹敵する靭性を併せ持つボタンへの道が開かれました。
Q: 採掘ボタンの製造方法にはどのようなものがありますか？
A:鋳造炭化タングステンボタンは、溶融コバルトが圧縮されたWC粒子に浸透し、硬度は低いが靭性の高いわずかに多孔質のボタンを生成します。焼結ボタンは、粉末状の原料を圧縮し、真空下で熱処理して緻密化と固体結合を起こします。これにより、92HRA以上の硬度を持つファイングレードの微細構造が生成されます。最適化された液相または熱間静水圧プレスに続いて、高度な噴霧乾燥または噴霧／ペレタイジングによってさらに粉末を改良すると、摩耗性能が向上します。カプセル化されたボタンは、WC-Co複合材全体をスチールリング内に埋め込み、衝撃吸収性を向上させます。ボタンのTiN、TiCN、ダイヤモンドコートなどの表面処理も機能性を高めます。
Q:炭化タングステンの採掘ボタンの正しいグレードを選択する方法は？
A: 耐摩耗性、衝撃強度、予算などのバランスを考慮し、予想される使用条件（摩耗や侵食の強度、扱う粒子径、衝撃、使用温度など）に基づき、特定の鉱山機械部品に最適な材種を選択します。微細構造で硬度が高いほど摩耗寿命は長いが、靭性が低く、価格も高くなる。非常に研磨性の高い用途では、超微細なPDS炭化物ボタンや、WC-Coマトリックス中にタンタルやニオブの炭化物を分散させた特殊な複合グレードの炭化物ブレンドが必要になります。基本的な目安 - 超硬合金の粒径が小さいほど、性能と価格が高くなります。現場でのトライアルテストもご検討ください。
Q: なぜコバルトは、採掘ボタン用の汎用タングステンカーバイトバインダーなのですか？
A: タングステンカーバイトマトリックスに均一に分散された元素コバルトは、それ以外の場合は脆いWC粒子に亀裂停止能力と衝撃吸収能力を付与する接着剤として機能します。このコバルトバインダー強化メカニズムにより、炭化タングステン採掘ボタンに比類のない強度、硬度、耐破壊性を与え、過酷な高応力掘削、掘削、破砕環境に耐えることができます。コバルトは、炭化タングステン硬質金属の液相焼結ベースの粉末冶金製造に不可欠な最適な溶融、浸潤、湿潤および機械的適合特性を有しています。また、Coはリサイクル可能であるため、安定供給と環境の持続可能性が保証される。
Q: タングステン・カーバイド製ボタンの交換や修理はどのように行うのですか？
A: 損傷したボタンは、摩耗、亀裂、欠落が見られるため、致命的な工具の故障を避けるために早急な交換が必要です。鉱業機械の修理哲学に基づくと、バケットの歯、カッティングビット、摩耗パッドなどの摩耗部品は、使用限界後に交換されることが多いのですが、重要な耐荷重要素は、エンジニアリングの完全性が損なわれていなければ、軽微な改修で済む場合があります。磨耗したボタンを取り外し、取り付け穴を清掃し、適合する取り付けを確認し、ボルト、ろう付け、または指定された手段を使用して新しいボタンを強力に固定します。ボタンのリセット治具は、効率的な交換を助けます。修理には、溶接の再コーティングやダイヤモンドコートが必要です。
結論
タングステンカーバイドマイニングボタンは、厳しい地表と地下の採掘環境で使用される掘削機械において、実質的な性能の優位性とコスト削減を実現します。冶金学的な革新により、資産所有者が最も重視する特性である摩耗寿命、機械的強度、および耐熱性が強化される一方、粉末処理のアップグレードにより、超微粒子または複雑な粒度の炭化金属が経済的に利用可能になり、特定の岩石タイプや操業条件に合わせて調整できるようになりました。操業効率とダウンタイムの短縮に大きな影響を与えるこれらのユビキタス摩耗部品は、建設、解体、その他のオフロード機器のカテゴリーで採用が拡大していることからもわかるように、業界最高の技術投資のひとつです。原材料への確実なアクセスと、リサイクルへの取り組みと世界の主要生産者とのサプライチェーン統合による実質価格の下落は、一般的なエンジニアリング分野での適用を拡大するだろう。しかし、炭素複合材料、サーメット、立方晶窒化ホウ素の代替材料の出現は、将来的にニッチな機能性の機会を求めて製品ミックスを多様化することを約束する。
